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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸
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腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。- G9 E/ d# ~/ N. J
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1、腐殇酸的分类
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腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。
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富里酸一一是一类水溶性的小分子腐殖酸,在土壤中有较好的扩散性和渗透性,可被植物直接吸收利用;
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b5 x, Z( J: Y: {胡敏酸一一是一类非水溶性的大分子腐殖酸,化学结构相对稳定,在土壤中的迁移性较差,不能被植物直接吸收利用,但在固定、储存营养元素、改善土壤肥力等方面发挥着重要功能。; t" K: c8 q5 G3 ~/ s( l
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性" J' l" Z) R9 M1 \2 ]4 P
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>在碳循环中,腐殖酸是动植物残体回归自然生态系统的中间介质,是能量交换的载体,也是化石能源(煤、石油、天然气)形成的前驱物。' m8 M( m& P. i P7 G% P3 u# \
3 h; i' O% s) _7 D>污泥的稳定化过程是模仿自然过程,用工程化手段实现了微生物残体、有机物向腐殖酸的转化,促进了腐殖酸在地球化学中的碳循环。+ U* z5 N, R- ~. }, Y) k
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2 U+ D8 A P! m7 f' [注:
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东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;; I" u, @# E% W! ] {5 F
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;8 S! g% }" ?9 T. k& w+ i
稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。8 R' |( C6 }) Y* c |/ i: ]" Z
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这些有机质、腔殖酸、微量营养元素、多种氨基酸和酶类等,能起到改良土壤的作用,有更要的土地利用价值。
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3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
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>土壤结构的稳定剂:腐殖酸的胶体性能能改善土壤的团粒结构,使土壤吸水量增大,透气性增强,空隙度和持水量增加,有助于提高土壤的保水、保肥能力,从而改善作物的土壤环境。1 A* Y( U+ F8 G; C9 ]
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>土壤的改良剂:腐殖酸含有较多的活性基团,盐基交换容量大,能够吸附土壤中更多的可溶性盐,同时阻碍教大数量的有害阳离子,降低土壤盐浓度和酸碱度,从而改良盐碱土壤。' _5 F, g$ N/ C2 T5 e; Z9 E" V
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>重金属的国定剂:脱殖酸含有多种类的活性基团,与重金属离子、放射性核素以及芬香化合物等物质发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种物理化学反应,对转化和降解污染物,净化土壤环境起重要作用.
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8 T1 Y% m4 x) t7 r>微量元素的溶解剂:腐殖酸可以与中、微量元素发生螯合反应,生成溶解性好、可被植物吸收种利用的螯合物,从而有利于植物对其吸收和利用./ j. l! k1 i3 w2 G
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>植物养料的仓库:腐殖酸能激活土壤酶从而加速微生物的生长,加快有机氮的矿化,减少氮的流失,也促使天然磷矿石的分解,增加可溶性磷,也能够吸收和储存钾离子。) J2 K: n% R7 `' ?
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>固氮的载体:腐殖酸上的羟基(COOH)中的H+可以被NH4+取代,或醌基与氨发生加成反应,使土壤中易流失的游腐氨保留下未.
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>土壤微生物的栖息地:腐殖酸的水溶性腐殖酸可作为碳源被土壤微生物物直接利用。
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污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素. V% i; L! {2 }/ Z8 G! f& _
$ Q9 G" L/ q" i4 `元素分析显示:& f' o, q2 L# ]; y9 I/ m! [: `* }
8 l( X- b) U8 N: G5 o3 \>稳定化过程主要是碳元素和氨元素的转化,由有机态向无机态转化,由固态向气态转化,而磷和钾主要是富集;* G7 i2 S/ N2 T- m" ^
3 p) i# m' e# k7 a3 ~>沼渣经板框脱水后,钾元沐流失严重,磺元紧流失林对少,推测钾元紧主要存在于液林中,磷元素要存在于固林中;
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4 n. q5 n: Q9 T7 \; ?8 V7 k>稳定化处理产物的养分含坤(以N+PoOs+KoO计)在7.5%~13.5%,远高于污泳农用和园林利用标准(氨磺钾合蛎>3%)
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! z& t% P- l4 z7 V& j3 U污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物5 |6 D! V, x0 \
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小妻试验田:以厌氧消化处理产物作为生物炭土,与黄土1:1混配种植小妻
* I2 `; d4 r; x2 [5 L8 G9 F/ u实验组(左):施用生物炭土的小麦地
, B1 w$ R! k w2 j! Q/ v1 E- P+ `对照组(右):施用复合肥的小麦地9 `9 k9 c! j! t% r/ Y: D+ D
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4 |9 Q p3 G6 M4 W1 \- d污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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9 c7 e* U4 F7 p. x; i! O实验组优势真菌:未分类的真菌+ S( ~* H% o" K" I
, r: J$ G9 g k- x& L2 I: l. H对照组优势真菌:被孢霉菌、镰刀菌、明梭孢菌、漆斑菌、头梗霉菌(植物病原菌或动物病原菌)" u7 a8 [; c1 Q5 t- k/ |9 u
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- }- Y8 o! e( K4 Z不稳定态:会影响酶的活性和微生物群落的生长,还会被植物吸收富集;
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稳定态:在自然界正常条件下不易释放,能长期稳定在沉积物中,不易为植物吸收。
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在厌氧消化过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性较差;重金属的形态分布与种类、基质、反应条件等环境因素有关。
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在好氧发酵过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性相对较差,这与厌氧消化的规律相似。. \1 x# H; ]6 q- ]0 G; F
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7 G Z. S# t$ w* P; Z/ T1、充分认识污泥处理产物的双重属性
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; G9 S, s% q8 A- s1 Z产物的资源化利用是终极目标
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8 E8 E/ {4 V0 p2 ~2 x! `' q! S资源化利用的前提是稳定化处理# @7 |$ C/ P6 R+ A
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用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线7 Z0 i, N- P- s0 W" H
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污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。) K/ ^! C$ m# q7 ^) c
' x/ a3 C# `- n* e" A# \3 ~$ u' [9 m2、正确理解重金属的限值3 }% L( i* a- I" K9 E, q. A
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我国的泥质标准存在如下问题:
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一一除农用外,园林、土壤改良和填埋,水泥焚烧重金属限值基本一样* S4 i" f9 @3 ?6 I7 {1 U2 J
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一一超标就没有办法了?
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一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。
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4 p0 k# ?3 Q) a& I& \一一稳定化处理后,污泥形态发生了变化,重金属含重也发生了变化,标准值返有用吗?
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一一用重金属总命值不合理。
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+ H, |. _( a6 `, \% T一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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3、创新污泥处理产物土地利用的方式
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>没有创新的处置方式,好氧发酶、厌氧消化后的产物士地利用是一句空话。
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2 A) ~0 S: E4 T: R>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“9 `8 P3 t! k2 @
“治理污染,重在循环,赢在循环“
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" C/ b; ?& a( Y' M l/ p4 U>资源化利用不仅表现在对当地生态文明建设提供了直接的支持,而旦在循环中嬴得了良好的经济效益;9 h( V+ g' |# L* Q: A2 C0 l
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>在经济上实现赢,就为污染治理持续进行、有效进行提供了机制上的保障;, z8 ?( b q7 P! R s
# A- W7 u4 p( d>从循环中得益,也就促成了治污的良性循环,让污染治理不再被动,而是走向主动。7 W) [: D$ b2 k g" I
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